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맨홀 열림 표시 장치
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이 글은 2022년 ‘제46회 전국초-중학생 발명글짓기-만화공모전’에서 산업통상자원부장관상을 수상한 양도중학교 1학년 이도헌 학생의 글짓기로서 한편의 발명동화처럼 흥미롭다.
왕연중의 발명동화 275~281번째에 소개된 우리나라 최초 전국 초-중학생 대상‘발명 사상 앙양 – 보급 제1회 작문 현상모집 수상 작품집’에 실린 글과 함께 볼 수 있도록 282~283번째에 소개하기로 했다.
제1회와 제46회 수상작품을 함께 읽으며 큰 도움이 되기를 기대해 본다.
여기에 소개된 제1회와 제46회 글의 주인공이 연락을 주신다면 제가 쓴 책에 사인을 하여 보내드릴 것을 약속한다.
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도시에서의 홍수는 하수의 역류로 이어져 맨홀 뚜껑이 열리면서 도로를 침수시킨다.
맨홀 뚜껑은 180kg ~ 220kg 정도로 무겁지만 거세게 역류하는 하수에 밀려 열리는 경우가 발생한다. 도로가 침수되었을 때 맨홀의 위치를 모르고 지나던 사람이 뚜껑이 열린 맨홀에 빠지면서 사망하는 사고가 자주 발생하고 있다.
지난여름에도 서초구에서 남매가 맨홀에 빠져 사망하는 안타까운 사고가 발생했는데 뉴스를 보면서 맨홀의 위치를 알 수 있도록 표시해주는 장치가 있었더라면 사고를 막을 수 있지 않았을까 하는 생각이 들었다.
기존의 맨홀 뚜껑을 교체하지 않고 맨홀의 위치를 표시해 사고를 예방하는 방법으로 두 가지 아이디어를 고안하였다.
첫 번째 방법은 맨홀 안쪽에 설치하는 부표다. 맨홀 내부에 줄로 연결되어 있다가 맨홀 뚜껑이 열리면 부력에 의해 수면 위로 올라오게 하는 방법이다.
구형의 부표에는 자석이 있어 평상시에는 맨홀 안쪽 철재에 자력으로 고정해 두고 물이 차오르고 맨홀이 열릴 때 수면위로 부상하도록 한다.
구형 부표에 붙어 있는 자석의 바깥쪽에는 수분을 흡수하면 부풀어 오르는 재질의 스펀지를 대어 물이 흡수되면 부풀면서 자석과 맨홀의 철재 사이의 간격을 넓혀 부표가 쉽게 맨홀의 철재에서 분리되도록 한다.
부표의 내부에는 진동을 이용해 자기유도 방식으로 발전하는 발전기가 들어 있어 수면에서 흔들리는 부표의 움직임으로 전기를 생산해 led를 발광시키면서 위치를 알리는 비콘과 통신 장치를 작동시킨다.
부표에는 전류를 측정하는 센서가 내장되어 있어 수면에 흐르는 전류를 측정하여 누전을 감지하고 음성으로 경고하고 상황정보를 재난본부에 송신한다.
두 번째 방법은 지리 공간 정보를 활용해 증강현실로 맨홀과 도로 주변 돌출물의 위치를 표시해주는 방법이다.
도로가 물에 잠겼을 때 수면 아래에는 맨홀이 100m 간격으로 뚫려 있으며 변압기, 소화전과 같은 각종 시설물 들이 돌출되어 있어 보행자를 위협한다.
스마트폰으로 도로를 비췄을 때 스마트폰에 있는 GPS와 9축 가속도 센서, 이미지 센서를 이용하여 위치와 방향을 계산하여 디스플레이 장치에 수면 아래 시설물과 재난본부로부터 수신되는 위험정보를 종합하여 표시해 보행자가 시설물을 피해 갈 수 있도록 해준다.
맨홀이 열리면서 수면 위로 올라온 부표는 신호를 발생시켜 증강현실로 보여지는 도로에 맨홀이 열린 자리를 표시해주고 비콘을 수신한 스마트폰 사용자를 거쳐 위치 정보를 서버로 보내 다시 시민들에게 위험 위치를 전파하는 방법으로 통신시스템을 이중으로 구성한다.
기존의 시설물을 바꾸지 않고 저비용으로 시스템을 설치할 수 있다는 장점이 있다. 맨홀 뚜껑이 열린 자리를 알려줘 맨홀에 빠지는 사고뿐만 아니라 누전에 의한 감전 사고도 예방할 수 있다.
지리정보와 통합하여 증강현실로 침수된 도로를 보여 주어 사용이 편하고 재난
상황에서 네비게이션으로 활용 가능하다.
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왕연중의 발명동화
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